Gentoxische Effekte von Terahertz-Strahlung in vitro - Vorhaben 3607S04533

Abstract

Im Rahmen des vom Bundesamt für Strahlenschutz in der Zeit vom 01.10.2007 bis zum 31.03.2011 geförderten Forschungsvorhabens FKZ 3607S04533 „Gentoxische Effekte von Terahertz-Strahlung in vitro“ wurden zwei verschiedene Hautzelltypen (HaCaT Keratinozyten und humane primäre Hautfibroblasten) mit Dauerstrich-Terahertz-Strahlung verschiedener Frequenzen zwischen 106 GHz und 2,52 THz exponiert. Als Endpunkte für den Nachweis gentoxischer Effekte wurden der Mikrokerntest und der Comet-Assay benutzt. Die Expositionen erfolgten für 2 h und 8 h bei Leistungsdichten unterhalb, in der Größenordnung und bei 106 GHz auch oberhalb des Grenzwertes von 1 mW/cm2. Im Rahmen ergänzender Untersuchungen wurden ALZellen (Hamster-Human-Hybrid) 24 h bei 106 GHz mit einer Leistungsdichte von 2 mW/cm2 exponiert. Erstmals wurden die Leistungsdichten rückgeführt auf die SI-Einheiten eingestellt. Die spezifische Absorptionsrate (SAR) am Ort der ortsfest verankerten Zellen wurde mit Hilfe numerischer Simulationen ermittelt. Die aus der Exposition resultierende (vernachlässigbare) Erwärmung wurde bestimmt und messtechnisch verifiziert. Durch kontinuierliche Überwachung der Versuchsparameter, Sham-Expositionen, Negativ- und Positivkontrollen sowie eine verblindete Auswertung wurde eine hohe Aussagekraft der Studie gewährleistet. Die Auswertung dreier unabhängiger Versuchsreihen zeigt keine gentoxischen Effekte. //ABSTRACT// In the research project FKZ 3607S04533 “Genotoxic effects of THz radiation in vitro“ funded by the German Federal Office for Radiation Protection from Oct. 1, 2007 until March 31, 2011 two different skin cell types (HaCaT keratinocyte cell line and primary dermal fibroblasts) have been exposed to continuous-wave terahertz radiation of different frequencies between 106 GHz and 2.52 THz. As end points for the detection of genotoxic effects the micronucleus test and the comet assay have been chosen. The cells have been exposed for 2 h and 8 h at power densities below, in the order of, and at 106 GHz above the safety limit of 1 mW/cm2. As part of additional investigations, AL cells have been exposed to 2 mW/cm2 of 106 GHz radiation for 24 h. For the first time, power densities have been established traceable to the SI units. The specific absorption rate (SAR) at the location of the cells fixed at the bottom of the cell container has been determined with numerical simulations. The (negligible) heating resulting from the exposure was determined and verified with measurements. Continuous monitoring of the experimental parameters, sham expositions, negative and positive controls and a blinded evaluation of the experimental results served to guarantee a high validity of the study. The evaluation of three independent experimental campaigns showed no genotoxic effects.